JP5547118B2 - Image acquisition device and method of operating image acquisition device - Google Patents

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Description

本発明は、光源から発せられた照明光を被観察部に照射し、その照明光の照射によって被観察部から発せられた光を撮像素子により撮像して被観察部の画像を取得する画像取得方法および装置に関するものであり、特に、照明光の光量制御および撮像素子の電子シャッター速度制御に関するものである。   The present invention irradiates an observation part with illumination light emitted from a light source, and obtains an image of the observation part by imaging the light emitted from the observation part by irradiation of the illumination light with an image sensor. The present invention relates to a method and an apparatus, and particularly relates to a light amount control of illumination light and an electronic shutter speed control of an image sensor.

従来、体内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、体内の被観察部を撮像素子によって撮像して可視画像を得、この可視画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, endoscope systems for observing tissues in the body are widely known, and an electronic endoscope that obtains a visible image by imaging a portion to be observed in the body with an imaging device and displays the visible image on a monitor screen. Mirror systems are widely used.

このような内視鏡システムにおいては、体内に挿入される挿入部の先端を病変部などに近づけて撮影を行う近景撮影や、病変部とその周辺領域とを含む比較的広い範囲の撮影を行う遠景撮影などが行われる。   In such an endoscope system, foreground photography in which the distal end of an insertion portion inserted into the body is brought close to a lesioned part or the like, and photographing in a relatively wide range including a lesioned part and its peripheral region is performed. Faraway shooting is performed.

そして、たとえば、被観察部に照射される照明光の光量が一定であるとすると、近景撮影の際には挿入部の先端と病変部との距離が近いので相対的に明るい画像信号が取得され、遠景撮影の際には、たとえば腸管内を撮影している場合には対象物が筒状であるので相対的に暗い画像信号が取得されることになり、モニタに表示される可視画像が明るくなり過ぎたり、暗くなり過ぎたりする問題がある。   For example, assuming that the amount of illumination light applied to the observed portion is constant, a relatively bright image signal is obtained because the distance between the distal end of the insertion portion and the lesioned portion is short during close-up photography. When shooting a distant view, for example, when shooting in the intestinal tract, the object is cylindrical, so a relatively dark image signal is acquired, and the visible image displayed on the monitor is bright. There is a problem of becoming too dark or too dark.

そこで、従来、モニタに表示される可視画像の明るさが一定となるように、撮像素子によって取得された画像信号の輝度成分などに基づいて、照明光の光量を自動的に変更する方法が提案されている。すなわち、撮像素子によって取得された画像信号の輝度成分が大きいほど照明光の光量を自動的に小さくし、輝度成分が小さいほど照明光の光量を自動的に大きくする方法が提案されている。   Therefore, conventionally, a method has been proposed in which the amount of illumination light is automatically changed based on the luminance component of the image signal acquired by the image sensor so that the brightness of the visible image displayed on the monitor is constant. Has been. That is, a method has been proposed in which the amount of illumination light is automatically reduced as the luminance component of the image signal acquired by the image sensor is increased, and the amount of illumination light is automatically increased as the luminance component is decreased.

しかしながら、光源から射出される照明光の光量には限界があり、また、光源から射出された照明光の光量を調整する絞りの絞り量についても機械精度などの理由により限界があるため、照明光の調整可能な範囲には限界があり、可視画像の明るさを一定に維持できない場合がある。   However, there is a limit to the amount of illumination light emitted from the light source, and there is also a limit on the amount of the diaphragm that adjusts the amount of illumination light emitted from the light source for reasons such as mechanical accuracy. There is a limit to the adjustable range, and the brightness of the visible image may not be kept constant.

一方、上述した内視鏡システムにおいては、撮像素子によってリアルタイムな撮像を行うことによって動画撮影が行われるが、その動画撮影によって取得されたフレーム毎の可視画像のうちの所望の１フレームを取得することによって静止画も取得される。   On the other hand, in the above-described endoscope system, moving image shooting is performed by performing real-time imaging with an imaging element, and a desired one of the visible images for each frame acquired by the moving image shooting is acquired. As a result, a still image is also acquired.

そして、この静止画は特に詳細な観察を行うために取得されるものであるため、できるだけブレがないことが望ましく、そのため撮像素子の電子シャッター速度はできるだけ高速であることが望ましい。   Since this still image is acquired for performing detailed observation, it is desirable that there is no blur as much as possible. Therefore, it is desirable that the electronic shutter speed of the image sensor is as high as possible.

そこで、たとえば特許文献１においては、光源の絞りが全開である場合、すなわち被観察部が暗い場合には、撮像素子の電子シャッター速度を低速化することによって、可視画像の明るさを確保し、光源の絞りが全開でない場合、すなわち被観察部が明るい場合には、電子シャッター速度を高速化する方法が提案されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, when the aperture of the light source is fully open, that is, when the observed part is dark, the brightness of the visible image is ensured by reducing the electronic shutter speed of the image sensor, When the aperture of the light source is not fully open, that is, when the observed part is bright, a method for increasing the electronic shutter speed has been proposed.

特開平１０−８５１７５号公報JP-A-10-85175

しかしながら、特許文献１においては、光源の絞りが全開か全開でないかに応じて、電子シャッター速度を１/６０秒、１/２００秒、１/４００秒の３段階に切り替えることしか提案されておらず、この３段階の切り替えのみでは、やはり可視画像の明るさを一定に維持することができない場合があり、観察者にとって不快な画像となり、観察者の負担になるおそれがある。   However, Patent Document 1 only proposes switching the electronic shutter speed to three levels of 1/60 seconds, 1/200 seconds, and 1/400 seconds depending on whether the aperture of the light source is fully open or not fully open. However, there is a case where the brightness of the visible image cannot be kept constant only by this three-stage switching, and the image becomes unpleasant for the observer, which may be a burden on the observer.

また、特許文献１においては、電子シャッター速度を上記３つの速度のうちのいずれか１つに設定した後は、明るさ調整は主に絞りによって行われることになるが、たとえば、撮像素子のフレームレートが高速になり、絞りによって高速な光量調整を行う際には、応答速度が高速でかつ絞りの位置精度が高精度な機構が必要となり、光量制御の機構が複雑となり、コストアップにもなる。   In Patent Document 1, after the electronic shutter speed is set to any one of the above three speeds, the brightness adjustment is mainly performed by the diaphragm. When the rate is increased and the light amount is adjusted at high speed using the aperture, a mechanism with a high response speed and a high accuracy of the position of the aperture is required, which complicates the light amount control mechanism and increases the cost. .

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、複雑な機構を用いることなく、より適切に可視画像の明るさを一定に維持することができるとともに、静止画のブレを小さくすることができる画像取得方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can more appropriately maintain the brightness of a visible image without using a complicated mechanism, and reduce blurring of a still image. An object of the present invention is to provide an image acquisition method and apparatus.

本発明の画像取得装置は、光源から発せられた照明光を被観察部に照射する照明光照射部と、照明光の照射によって被観察部から発せられた光を撮像素子により撮像して被観察部の画像を取得する画像取得部とを備えた画像取得装置において、光源から発せられる照明光の光量を制御する光量制御部と、撮像素子の電子シャッター速度を制御する電子シャッター速度制御部とを備え、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値以下である場合には、電子シャッター速度制御部が電子シャッター速度を第１の一定速度に制御するものであるとともに、光量制御部が光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御するものであり、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値より大きく、かつその第１の閾値より大きい第２の閾値以下である場合には、電子シャッター速度制御部が電子シャッター速度を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御するものであるとともに、光量制御部が光源から発せられる照明光の光量を所定の一定光量に制御するものであり、被観察部に照射された照明光の光量が第２の閾値より大きい場合には、電子シャッター速度制御部が電子シャッター速度を第１の一定速度よりも高速の第２の一定速度に制御するものであるとともに、光量制御部が光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御するものであることを特徴とする。   An image acquisition apparatus according to the present invention includes an illumination light irradiating unit that irradiates an observation part with illumination light emitted from a light source, and an image sensor that images the light emitted from the observation part due to illumination light irradiation. In an image acquisition apparatus including an image acquisition unit that acquires an image of a unit, a light amount control unit that controls a light amount of illumination light emitted from a light source, and an electronic shutter speed control unit that controls an electronic shutter speed of an image sensor And the electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to the first constant speed and the light quantity control when the light quantity of the illumination light applied to the observed part is equal to or less than the first threshold value. The unit controls the amount of illumination light emitted from the light source to a size corresponding to the amount of illumination light irradiated on the observed portion, and the amount of illumination light irradiated on the observed portion is the first threshold value. Bigger, The electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a magnitude corresponding to the amount of illumination light applied to the observed part when the second threshold is less than or equal to the second threshold greater than the first threshold. In addition, the light amount control unit controls the light amount of the illumination light emitted from the light source to a predetermined constant light amount, and when the light amount of the illumination light irradiated to the observed portion is larger than the second threshold, The shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a second constant speed higher than the first constant speed, and the light amount control unit irradiates the observed part with the amount of illumination light emitted from the light source. The size is controlled according to the amount of illumination light.

また、上記本発明の画像取得装置においては、光量制御部を、直近までの光源から発せられた照明光の光量履歴を取得するものであるとともに、その取得した光量履歴に基づいて所定の一定光量を変更するものとできる。   In the image acquisition device of the present invention, the light quantity control unit obtains a light quantity history of illumination light emitted from the most recent light source, and a predetermined constant light quantity based on the obtained light quantity history. Can be changed.

また、体内に挿入されて、光源から発せられた照明光を導光して被観察部に照射するとともに、被観察部から発せられた光を受光するスコープ部を着脱可能に設置されるものとし、そのスコープ部の種類を示す情報を取得するスコープ情報取得部を設け、電子シャッター速度制御部を、スコープ情報取得部により取得されたスコープ部の種類を示す情報に基づいて、第２の一定速度を設定するものとできる。   In addition, it is inserted into the body, guides the illumination light emitted from the light source and irradiates the observed part, and the scope part for receiving the light emitted from the observed part is detachably installed. A scope information acquisition unit that acquires information indicating the type of the scope unit is provided, and the electronic shutter speed control unit performs the second constant speed based on the information indicating the type of the scope unit acquired by the scope information acquisition unit. Can be set.

また、スコープ部の種類を示す情報を、撮像素子の種類を示す情報を含むものとできる。   Further, the information indicating the type of the scope unit can include information indicating the type of the image sensor.

また、スコープ部の種類を示す情報を、スコープ部に入力可能な照明光の最大光量の情報を含むものとできる。   Further, the information indicating the type of the scope unit can include information on the maximum amount of illumination light that can be input to the scope unit.

また、スコープ部の種類を示す情報の入力を受け付けるスコープ情報受付部を設け、スコープ情報取得部を、そのスコープ情報受付部において受け付けられたスコープ部の種類を示す情報を取得するものとできる。   In addition, a scope information receiving unit that receives input of information indicating the type of the scope unit may be provided, and the scope information acquiring unit may acquire information indicating the type of the scope unit received by the scope information receiving unit.

また、スコープ部を、そのスコープ部の種類を示す情報を記憶する記憶部を備えるものとし、スコープ情報取得部を、その記憶部からスコープ部の種類を示す情報を読み出して取得するものとできる。   Further, the scope unit may include a storage unit that stores information indicating the type of the scope unit, and the scope information acquisition unit may read and acquire information indicating the type of the scope unit from the storage unit.

また、第２の一定速度の入力を受け付けるシャッター速度受付部を設け、電子シャッター速度制御部を、シャッター速度受付部において受け付けられた第２の一定速度を用いるものとできる。   In addition, a shutter speed receiving unit that receives an input of a second constant speed may be provided, and the electronic shutter speed control unit may use the second constant speed received by the shutter speed receiving unit.

また、使用者の識別情報を受け付ける使用者情報受付部を設け、電子シャッター速度制御部を、使用者情報受付部において受け付けられた使用者の識別情報に基づいて、第２の一定速度を設定するものとできる。   In addition, a user information receiving unit that receives user identification information is provided, and the electronic shutter speed control unit sets a second constant speed based on the user identification information received by the user information receiving unit. I can do it.

また、電子シャッター速度制御部を、直近までの光源から発せられた照明光の光量履歴を取得するものとするとともに、その取得した光量履歴に基づいて第２の一定速度を変更するものとできる。   Further, the electronic shutter speed control unit can acquire the light amount history of the illumination light emitted from the light source up to the most recent time, and can change the second constant speed based on the acquired light amount history.

本発明の画像取得方法は、光源から発せられた照明光を被観察部に照射し、その照明光の照射によって被観察部から発せられた光を撮像素子により撮像して被観察部の画像を取得する画像取得方法において、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値以下である場合には、電子シャッター速度を第１の一定速度に制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御し、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値より大きく、かつその第１の閾値より大きい第２の閾値以下である場合には、電子シャッター速度を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を所定の一定光量に制御し、被観察部に照射された照明光の光量が第２の閾値より大きい場合には、電子シャッター速度を第１の一定速度よりも高速の第２の一定速度に制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御することを特徴とする。   The image acquisition method of the present invention irradiates an observation part with illumination light emitted from a light source, images the light emitted from the observation part by irradiation of the illumination light with an imaging device, and obtains an image of the observation part. In the image acquisition method to be acquired, when the amount of illumination light applied to the observed portion is equal to or less than the first threshold value, the electronic shutter speed is controlled to the first constant speed, and the illumination light emitted from the light source The amount of illumination light is controlled to a magnitude corresponding to the amount of illumination light applied to the observed part, and the amount of illumination light applied to the observed part is greater than the first threshold and greater than the first threshold. If it is equal to or less than the second threshold, the electronic shutter speed is controlled to a magnitude corresponding to the amount of illumination light irradiated to the observed portion, and the amount of illumination light emitted from the light source is set to a predetermined constant amount. Control and irradiate the observed part When the amount of illumination light is greater than the second threshold, the electronic shutter speed is controlled to a second constant speed that is higher than the first constant speed, and the amount of illumination light emitted from the light source is monitored. The size is controlled according to the amount of illumination light applied to the lens.

本発明の画像取得方法および装置によれば、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値以下である場合には、電子シャッター速度を第１の一定速度に制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御し（第１の制御モード）、被観察部に照射された照明光の光量が第１の閾値より大きく、かつその第１の閾値より大きい第２の閾値以下である場合には、電子シャッター速度を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を所定の一定光量に制御し（第２の制御モード）、被観察部に照射された照明光の光量が第２の閾値より大きい場合には、電子シャッター速度を第１の一定速度よりも高速の第２の一定速度に制御するとともに、光源から発せられる照明光の光量を被観察部に照射された照明光の光量に応じた大きさに制御する（第３の制御モード）ようにしたので、被観察部の明るさに応じて３つの制御モードで照明光の光量および電子シャッター速度の制御を行うことができ、これにより特許文献１に記載の方法よりもさらに被観察部の明るさに応じた適切な照明光の光量制御および電子シャッター速度制御を行うことができるので、より適切にモニタに表示される可視画像の明るさを一定に維持することができるとともに、かつ静止画のブレを小さくすることができる。   According to the image acquisition method and apparatus of the present invention, the electronic shutter speed is controlled to the first constant speed and the light source when the light amount of the illumination light applied to the observed portion is equal to or less than the first threshold value. The amount of illumination light emitted from the control unit is controlled to a magnitude corresponding to the amount of illumination light irradiated on the observed portion (first control mode), and the amount of illumination light irradiated on the observed portion is the first amount. If it is greater than the threshold and less than or equal to the second threshold greater than the first threshold, the electronic shutter speed is controlled to a magnitude corresponding to the amount of illumination light applied to the observed portion, and from the light source When the amount of illumination light emitted is controlled to a predetermined constant amount (second control mode), and the amount of illumination light irradiated to the observed portion is larger than the second threshold, the electronic shutter speed is set to the first A second constant speed that is faster than the constant speed of In addition to controlling, the light quantity of the illumination light emitted from the light source is controlled to a magnitude corresponding to the light quantity of the illumination light irradiated to the observed part (third control mode), so the brightness of the observed part Accordingly, it is possible to control the amount of illumination light and the electronic shutter speed in three control modes in accordance with the above, and thereby more appropriate illumination light according to the brightness of the observed portion than the method described in Patent Document 1. Since the light amount control and the electronic shutter speed control can be performed, the brightness of the visible image displayed on the monitor can be maintained more appropriately, and the blur of the still image can be reduced.

特に、第２の制御モードにおいては、照明光の光量を所定の一定光量に制御し、電子シャッター速度を優先して明るさ調整するようにしたので、複雑な機構の絞りなどを用いることなく、応答速度の高速な露光量制御を簡易に行うことができる。   In particular, in the second control mode, the light amount of the illumination light is controlled to a predetermined constant light amount, and the brightness is adjusted with priority on the electronic shutter speed. It is possible to easily perform exposure amount control with a high response speed.

本発明の画像取得装置の一実施形態を用いた内視鏡システムの概略構成を示す外観図1 is an external view showing a schematic configuration of an endoscope system using an embodiment of an image acquisition device of the present invention. 挿入部の可撓管部の内部を示す断面図Sectional drawing which shows the inside of the flexible tube part of an insertion part 挿入部の先端の構成を示す図The figure which shows the structure of the front-end | tip of an insertion part 挿入部の先端の内部を示す断面図Sectional drawing which shows the inside of the front-end | tip of an insertion part 図１に示す内視鏡システムのプロセッサ装置と光源装置の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the processor apparatus and light source device of the endoscope system shown in FIG. 図１に示す内視鏡システムにおける照明光の光量と電子シャッター速度の第１の制御モードを説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the first control mode of the amount of illumination light and the electronic shutter speed in the endoscope system shown in FIG. 図１に示す内視鏡システムにおける照明光の光量と電子シャッター速度の第３の制御モードを説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining the third control mode of the amount of illumination light and the electronic shutter speed in the endoscope system shown in FIG. 第１〜第３の制御モードにおける照明光の光量制御と電子シャッター速度制御とを示すグラフGraph showing light amount control of illumination light and electronic shutter speed control in the first to third control modes 本発明の画像取得装置のその他の実施形態を用いた内視鏡システムのプロセッサ装置と光源装置の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the processor apparatus and light source device of an endoscope system using other embodiment of the image acquisition apparatus of this invention. スコープ情報と第３の制御モードにおける電子シャッター速度（第２の一定速度）とを対応付けたテーブルの一例を示す図The figure which shows an example of the table which matched scope information and the electronic shutter speed (2nd constant speed) in 3rd control mode. 本発明の画像取得装置のその他の実施形態を用いた内視鏡システムのプロセッサ装置と光源装置の内部構成を示すブロック図The block diagram which shows the internal structure of the processor apparatus and light source device of an endoscope system using other embodiment of the image acquisition apparatus of this invention. 使用者の識別情報と第３の制御モードにおける電子シャッター速度（第２の一定速度）とを対応付けたテーブルの一例を示す図The figure which shows an example of the table which matched the identification information of a user, and the electronic shutter speed (2nd constant speed) in 3rd control mode.

以下、図面を参照して本発明の画像取得装置の一実施形態を用いた内視鏡システムについて詳細に説明する。本実施形態の内視鏡システムは、照明光の光量および撮像素子の電子シャッター速度の制御に特徴を有するものであるが、まずは、そのシステム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の内視鏡システムの概略構成を示す外観図である。   Hereinafter, an endoscope system using an embodiment of an image acquisition device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The endoscope system of the present embodiment is characterized by controlling the amount of illumination light and the electronic shutter speed of the image sensor. First, the configuration of the entire system will be described. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of the endoscope system of the present embodiment.

本実施形態の内視鏡システムは、図１に示すように、スコープ部１０と、スコープ部１０に一端が接続されるユニバーサルケーブル１３と、ユニバーサルケーブル１３の他端が接続されるプロセッサ装置１８および光源装置１９と、プロセッサ装置１８から出力された画像信号に基づいて画像を表示するモニタ２０とを備えている。   As shown in FIG. 1, the endoscope system according to the present embodiment includes a scope unit 10, a universal cable 13 having one end connected to the scope unit 10, a processor device 18 to which the other end of the universal cable 13 is connected, and A light source device 19 and a monitor 20 that displays an image based on an image signal output from the processor device 18 are provided.

スコープ部１０は、体内に挿入される挿入部１１と、操作者の所定の操作を受け付ける操作部１２とを備えている。挿入部１１は管状に形成されたものであり、具体的には、図１に示すように、先端から順に、先端硬質部１４と湾曲部１５と可撓管部１６とを備えている
先端硬質部１４は、硬質な金属材料などから形成されるものであり、また、可撓管部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有するものである。湾曲部１５は、操作部１２に設けられたアングルノブ１２ａの操作に連動して挿入部１１内に挿設されたアングルワイヤが押し引きされることによって湾曲動作するものである。これにより先端硬質部１４が体内の所望の方向に向けられ、先端硬質部１４内に設けられた後述する撮像素子によって所望の被観察部が撮像される。また、操作部１２には、処置具が挿通される鉗子口２１が設けられており、この鉗子口２１は挿入部１１内に配される後述する鉗子チューブ２６に接続される。 The scope unit 10 includes an insertion unit 11 that is inserted into the body and an operation unit 12 that receives a predetermined operation of the operator. The insertion portion 11 is formed in a tubular shape. Specifically, as shown in FIG. 1, a distal end rigid portion 14, a bending portion 15, and a flexible tube portion 16 are provided in order from the distal end. The portion 14 is formed of a hard metal material or the like, and the flexible tube portion 16 is a portion connecting the operation portion 12 and the bending portion 15 with a small diameter and a long shape. It has flexibility. The bending portion 15 is bent when an angle wire inserted in the insertion portion 11 is pushed and pulled in conjunction with an operation of the angle knob 12a provided in the operation portion 12. As a result, the distal hard portion 14 is directed in a desired direction in the body, and a desired observed portion is imaged by an imaging element (described later) provided in the distal hard portion 14. The operation unit 12 is provided with a forceps port 21 through which a treatment tool is inserted. The forceps port 21 is connected to a later-described forceps tube 26 disposed in the insertion unit 11.

可撓管部１６は、図２に示すように、可撓性管２３の内部に、先端硬質部１４の照明用レンズに照明光を導くためのライトガイド２４，２５、鉗子チューブ２６、送気・送水チューブ２７、多芯ケーブル２８、およびジェット噴射用チューブ２９などの複数本の内容物を遊挿した構成になっている。多芯ケーブル２８は、主に、プロセッサ装置１８から撮像素子を駆動するための制御信号を送るための制御信号配線や、撮影素子によって撮像された画像信号をプロセッサ装置１８に送るための画像信号配線をまとめたものであり、これらの複数の信号配線を保護被膜で覆ったものである。なお、符号３０は、湾曲部１５を操作するためのアングルワイヤであり、密着コイルパイプ３０ａの中に挿通されている。   As shown in FIG. 2, the flexible tube portion 16 includes light guides 24 and 25 for guiding illumination light to the illumination lens of the distal end hard portion 14, a forceps tube 26, an air supply, inside the flexible tube 23. A plurality of contents such as the water supply tube 27, the multi-core cable 28, and the jet injection tube 29 are loosely inserted. The multi-core cable 28 mainly includes a control signal wiring for sending a control signal for driving the imaging device from the processor device 18 and an image signal wiring for sending an image signal captured by the imaging device to the processor device 18. These signal wirings are covered with a protective film. In addition, the code | symbol 30 is an angle wire for operating the bending part 15, and is penetrated in the close_contact | adherence coil pipe 30a.

先端硬質部１４の先端面１４ａには、図３に示すように、観察窓３１、照明窓３２,３３、ジェット噴射用噴射口３４、鉗子出口３５、送気・送水ノズル３６などが設けられている。観察窓３１には、体内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系の一部が配されている。照明窓３２，３３は、照明用レンズの一部が組み込まれており、光源装置１９から発せられ、ライトガイド２４，２５によって導光された照明光を体内の被観察部位に照射するものである。鉗子出口３５は、鉗子チューブ２６を介して操作部１２に設けた鉗子口２１と連通されるものである。送気・送水ノズル３６は、操作部１２に設けた送気・送水ボタンを操作することによって観察窓３１の汚れを落とすための洗浄水やエアーを噴射するものである。ジェット噴射用噴射口３４は、送気装置から供給される流体、例えば空気や二酸化炭素ガスなどを被観察部位に向けて噴射するものである。なお、送気・送水ノズル３６やジェット噴射用噴射口３４などから噴射される液体や気体を供給する送気・送水装置については図示省略している。   As shown in FIG. 3, the distal end surface 14a of the distal end rigid portion 14 is provided with an observation window 31, illumination windows 32 and 33, a jet injection outlet 34, a forceps outlet 35, an air / water supply nozzle 36, and the like. Yes. The observation window 31 is provided with a part of an objective optical system for taking in image light of a site to be observed in the body. The illumination windows 32 and 33 incorporate a part of an illumination lens, and irradiate the observation site in the body with illumination light emitted from the light source device 19 and guided by the light guides 24 and 25. . The forceps outlet 35 communicates with the forceps port 21 provided in the operation unit 12 via the forceps tube 26. The air / water supply nozzle 36 ejects cleaning water or air for removing dirt from the observation window 31 by operating an air / water supply button provided in the operation unit 12. The jetting injection port 34 is for injecting a fluid supplied from an air supply device, such as air or carbon dioxide gas, toward an observation site. Note that an air / water supply device that supplies liquid or gas ejected from the air / water feed nozzle 36 or the jet ejection nozzle 34 is not shown.

そして、図４に示すように、観察窓３１に対向する位置に対物光学系３７が配置されている。照明窓３２，３３から発せられる照明光は、被観察部位を反射して観察窓３１に入射する。観察窓３１から入射した被観察部の像は、対物光学系３７を通ってプリズム３８に入射し、プリズム３８の内部で屈曲することによって撮像素子３９の撮像面に結像される。   As shown in FIG. 4, the objective optical system 37 is disposed at a position facing the observation window 31. The illumination light emitted from the illumination windows 32 and 33 is incident on the observation window 31 after reflecting the observation site. The image of the observed part incident from the observation window 31 is incident on the prism 38 through the objective optical system 37, and is imaged on the imaging surface of the image sensor 39 by bending inside the prism 38.

撮像素子３９は、撮像面に結像された像を光電変換して画像信号を出力するものである。撮像素子３９の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。   The image sensor 39 photoelectrically converts an image formed on the imaging surface and outputs an image signal. On the imaging surface of the imaging element 39, three primary color red (R), green (G) and blue (B) color filters are provided in a Bayer arrangement or a honeycomb arrangement.

撮像素子３９は、プロセッサ装置１８の制御部５６から出力された所定の同期信号に応じてフレーム毎の画像信号を出力するものである。また、撮像素子３９は電子シャッター機能を備えたものであり、その電子シャッターのシャッター速度は、プロセッサ装置１８における後述する電子シャッター速度制御部５８によって制御されるものである。   The image sensor 39 outputs an image signal for each frame in accordance with a predetermined synchronization signal output from the control unit 56 of the processor device 18. The image pickup device 39 has an electronic shutter function, and the shutter speed of the electronic shutter is controlled by an electronic shutter speed control unit 58 (to be described later) in the processor device 18.

撮像素子３９としては、例えばＣＣＤセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどが用いられるが、本実施形態においてはパッケージングが行われていないベアチップの形態になっており、ワイヤボンディング、TAB（tape automated bonding）、フリップチップなどの方法によりチップ上の電極が接続線４１を介して回路基板４０上の配線パターンに接続されている。   As the image sensor 39, for example, a CCD sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor is used, but in the present embodiment, it is in the form of a bare chip that is not packaged. The electrode on the chip is connected to the wiring pattern on the circuit board 40 via the connection line 41 by a method such as tape automated bonding or flip chip.

回路基板４０には、撮像素子３９に入力される制御信号や撮像素子３９から出力される画像信号を、多芯ケーブル２８の制御信号配線や画像信号配線（以下、これらをまとめて信号配線という）に受け渡すための配線パターンが形成されている。   On the circuit board 40, a control signal input to the image sensor 39 and an image signal output from the image sensor 39 are transmitted as control signal wiring and image signal wiring of the multi-core cable 28 (hereinafter collectively referred to as signal wiring). A wiring pattern is formed for delivery.

挿入部１１の長手方向に平行に配設された多芯ケーブル２８の端部からは複数の信号配線４２が露呈されており、この複数の信号配線４２は回路基板４０の配線パターンに電気的に接続される。   A plurality of signal wires 42 are exposed from the end of the multi-core cable 28 arranged in parallel to the longitudinal direction of the insertion portion 11, and the plurality of signal wires 42 are electrically connected to the wiring pattern of the circuit board 40. Connected.

湾曲部１５の内部には、合成樹脂製のフレキシブル管４４が配されている。フレキシブル管４４の一端には、鉗子チューブ２６が接続されており、他端には先端硬質部１４の内部に配した硬質管４５が接続されている。この硬質管４５は、先端硬質部１４の内部で固定されており、先端が鉗子出口３５に接続されている。   A flexible tube 44 made of synthetic resin is disposed inside the bending portion 15. A forceps tube 26 is connected to one end of the flexible tube 44, and a hard tube 45 disposed inside the distal end hard portion 14 is connected to the other end. The rigid tube 45 is fixed inside the distal end rigid portion 14, and the distal end is connected to the forceps outlet 35.

図５は、プロセッサ装置１８および光源装置１９の内部の概略構成を示す図である。プロセッサ装置１８は、図５に示すように、画像入力コントローラ５１、画像処理部５２、メモリ５３、ビデオ出力部５４、入力部５５および制御部５６を備えている。   FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration inside the processor device 18 and the light source device 19. As illustrated in FIG. 5, the processor device 18 includes an image input controller 51, an image processing unit 52, a memory 53, a video output unit 54, an input unit 55, and a control unit 56.

画像入力コントローラ５１は、所定容量のラインバッファを備えており、スコープ部１０の撮像素子３９から出力された１フレーム毎を一時的に記憶するものである。そして、画像入力コントローラ５１に記憶された画像信号はバスを介してメモリ５３に格納される。   The image input controller 51 includes a line buffer having a predetermined capacity, and temporarily stores each frame output from the image sensor 39 of the scope unit 10. The image signal stored in the image input controller 51 is stored in the memory 53 via the bus.

画像処理部５２は、メモリ５３から読み出された１フレーム毎の画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。   The image processing unit 52 receives image signals for each frame read from the memory 53, performs predetermined image processing on these image signals, and outputs them to the bus.

ビデオ出力部５４は、画像処理部５２から出力された画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ２０に出力するものである。   The video output unit 54 receives the image signal output from the image processing unit 52 via the bus, performs predetermined processing to generate a display control signal, and outputs the display control signal to the monitor 20. .

入力部５５は、所定の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。本実施形態における入力部５５は、特に、スコープ部１０の種類を示す情報やスコープ部１０の撮像素子３９の電子シャッター速度の設定入力を受け付けるものである。   The input unit 55 receives input by an operator such as predetermined operation instructions and control parameters. In particular, the input unit 55 in the present embodiment receives information indicating the type of the scope unit 10 and an input of setting of the electronic shutter speed of the image sensor 39 of the scope unit 10.

制御部５６はシステム全体を制御するものであるが、本実施形態においては、特に、光源装置１９における絞り６３の絞り量を制御することによって、スコープ部１０のライトガイド２４，２５に入射される照明光の光量を制御する光量制御部５７と、スコープ部１０の撮像素子３９の電子シャッター速度を制御する電子シャッター速度制御部５８とを備えている。   The control unit 56 controls the entire system. In the present embodiment, in particular, the control unit 56 is incident on the light guides 24 and 25 of the scope unit 10 by controlling the aperture amount of the aperture 63 in the light source device 19. A light amount control unit 57 that controls the amount of illumination light and an electronic shutter speed control unit 58 that controls the electronic shutter speed of the image sensor 39 of the scope unit 10 are provided.

光量制御部５７と電子シャッター速度制御部５８は、撮像素子３９によって撮像された画像信号から生成した輝度信号の大きさに基づいて絞り６３の絞り量と撮像素子３９の電子シャッター速度を制御するものであるが、その制御方法については後で詳述する。   The light amount control unit 57 and the electronic shutter speed control unit 58 control the aperture amount of the aperture 63 and the electronic shutter speed of the image sensor 39 based on the magnitude of the luminance signal generated from the image signal captured by the image sensor 39. However, the control method will be described in detail later.

光源装置１９は、図５に示すように、照明光を射出する可視光源６０、可視光源６０から射出された照明光を集光して光ファイバスプリッタ６２に入射させる集光レンズ６１と、集光レンズ６１によって入射された照明光をライトガイド２４，２５との両方に同時に入射する光ファイバスプリッタ６２と、プロセッサ装置１８の光量制御部５７から出力された制御信号に基づいて、可視光源６０から射出された照明光の光量を制限してライトガイド２４，２５に入射させる絞り６３とを備えている。   As shown in FIG. 5, the light source device 19 includes a visible light source 60 that emits illumination light, a condensing lens 61 that collects the illumination light emitted from the visible light source 60 and enters the optical fiber splitter 62, and a condensing lens. On the basis of the control signal output from the optical fiber splitter 62 and the light amount control unit 57 of the processor unit 18 that simultaneously enter the illumination light incident by the lens 61 into both the light guides 24 and 25, the light is emitted from the visible light source 60. And a diaphragm 63 that restricts the amount of the illumination light to be incident on the light guides 24 and 25.

可視光源６０としては、たとえばハロゲンランプを使用することができる。ハロゲンランプから発せられる白色光は、４００ｎｍ〜１８００ｎｍの波長域を有している。   As the visible light source 60, for example, a halogen lamp can be used. White light emitted from the halogen lamp has a wavelength range of 400 nm to 1800 nm.

次に、本実施形態の内視鏡システムの作用について説明する。   Next, the operation of the endoscope system of this embodiment will be described.

まず、スコープ部１０がユニバーサルケーブル１３を介してプロセッサ装置１８および光源装置１９に装着される。   First, the scope unit 10 is attached to the processor device 18 and the light source device 19 via the universal cable 13.

そして、スコープ部１０の挿入部１１が被検者の体内に挿入され、挿入部１１の先端が被観察部の近傍に設置されて可視画像の撮像および表示が行われる。   Then, the insertion part 11 of the scope part 10 is inserted into the body of the subject, and the distal end of the insertion part 11 is installed in the vicinity of the observation part to capture and display a visible image.

具体的には、光源装置１９の可視光源６０から射出された照明光が、集光レンズ６１および光ファイバスプリッタ６２を介してユニバーサルケーブル１３内のライトガイド２４，２５の両方に同時に入射される。なお、初期状態の絞り６３の絞り量は、予め設定された所定量に設定されているものとする。   Specifically, the illumination light emitted from the visible light source 60 of the light source device 19 is simultaneously incident on both the light guides 24 and 25 in the universal cable 13 via the condenser lens 61 and the optical fiber splitter 62. It is assumed that the aperture amount of the aperture 63 in the initial state is set to a predetermined amount set in advance.

ユニバーサルケーブル１３内のライトガイド２４，２５に入射された照明光は、挿入部１１内のライトガイド２４，２５によって挿入部１１の先端まで導光され、挿入部１１の先端に設けられた照明窓３２，３３から体内の被観察部位に照射される。   Illumination light incident on the light guides 24 and 25 in the universal cable 13 is guided to the distal end of the insertion portion 11 by the light guides 24 and 25 in the insertion portion 11, and an illumination window provided at the distal end of the insertion portion 11. 32 and 33 irradiate the site to be observed in the body.

そして、照明光の照射によって被観察部から反射された像が挿入部１１の先端の観察窓３１から入射し、対物光学系３７を通ってプリズム３８に入射した後、プリズム３８の内部で屈曲することによって撮像素子３９の撮像面に結像され、撮像素子３９によって撮像される。   Then, the image reflected from the observed portion by irradiation of the illumination light enters from the observation window 31 at the tip of the insertion portion 11, enters the prism 38 through the objective optical system 37, and then bends inside the prism 38. As a result, an image is formed on the imaging surface of the image sensor 39 and is imaged by the image sensor 39.

撮像素子３９は、プロセッサ装置１８の制御部５６から出力された所定の同期信号に基づいてフレーム毎の画像信号を順次出力する。なお、初期状態の撮像素子３９の電子シャッター速度については、予め設定されたものとする。   The image sensor 39 sequentially outputs image signals for each frame based on a predetermined synchronization signal output from the control unit 56 of the processor device 18. Note that the electronic shutter speed of the image sensor 39 in the initial state is set in advance.

そして、撮像素子３９によって撮像されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、回路基板４０上に設けられた所定の回路によってＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、挿入部１１およびユニバーサルケーブル１３内の多芯ケーブル２８を介してプロセッサ装置１８に入力される。   The R, G, and B image signals picked up by the image pickup device 39 are subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion by a predetermined circuit provided on the circuit board 40. After the processing, the data is input to the processor device 18 via the insertion portion 11 and the multicore cable 28 in the universal cable 13.

そして、プロセッサ装置１８に入力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、画像入力コントローラにおいて一時的に記憶された後、メモリ５３に格納される。そして、メモリ５３から読み出された１フレーム毎の画像信号は、画像処理部５２において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部５４に順次出力される。   The R, G, and B image signals input to the processor device 18 are temporarily stored in the image input controller and then stored in the memory 53. Then, the image signal for each frame read from the memory 53 is subjected to gradation correction processing and sharpness correction processing in the image processing unit 52 and then sequentially output to the video output unit 54.

そして、ビデオ出力部５４は、入力された画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ２０に順次出力する。そして、モニタ２０は、入力された表示制御信号に基づいて可視画像を表示する。   The video output unit 54 performs predetermined processing on the input image signal to generate a display control signal, and sequentially outputs the display control signal for each frame to the monitor 20. The monitor 20 displays a visible image based on the input display control signal.

ここで、上述したような被観察部の可視画像の撮影を行う際、挿入部１１の先端を病変部などに近づけて撮影を行う近景撮影や、病変部とその周辺領域とを含む比較的広い範囲の撮影を行う遠景撮影などが行われるが、近景撮影の際には挿入部１１の先端と病変部との距離が近いので相対的に明るい画像信号が取得され、遠景撮影の際には、たとえば腸管内を撮影している場合には対象物が筒状であるため相対的に暗い画像信号が取得されることになる。   Here, when taking a visible image of the observed portion as described above, the foreground is taken with the distal end of the insertion portion 11 brought close to the lesioned portion or the like, or a relatively wide area including the lesioned portion and its peripheral region. For example, a distance image is captured in a range, and a relatively bright image signal is acquired because the distance between the distal end of the insertion unit 11 and the lesioned part is short in the near-field shooting. For example, when the inside of the intestine is imaged, a relatively dark image signal is acquired because the object is cylindrical.

したがって、本実施形態の内視鏡システムにおいては、モニタ２０に表示される可視画像の明るさが一定となるように、光量制御部５７が、スコープ部１０から出力された画像信号に基づいて輝度信号を生成し、その輝度信号の大きさに応じて光源装置１９の絞り６３の絞り量を調整するようにしている。すなわち、上記輝度信号が大きいほど絞り６３の絞り量を大きくするようにしている。   Therefore, in the endoscope system of the present embodiment, the light amount control unit 57 determines the brightness based on the image signal output from the scope unit 10 so that the brightness of the visible image displayed on the monitor 20 is constant. A signal is generated, and the diaphragm amount of the diaphragm 63 of the light source device 19 is adjusted according to the magnitude of the luminance signal. That is, the larger the luminance signal is, the larger the diaphragm amount of the diaphragm 63 is.

しかしながら、可視光源６０の最大光量や絞り６３の機械精度などの理由により、絞り６３によって調整可能な照明光の光量の範囲には限界があり、可視画像の明るさを一定に維持できない場合がある。   However, for reasons such as the maximum light amount of the visible light source 60 and the mechanical accuracy of the aperture 63, the range of the amount of illumination light that can be adjusted by the aperture 63 is limited, and the brightness of the visible image may not be maintained constant. .

また、内視鏡システムにおいては、上述したようにスコープ部１０によってリアルタイムな撮像を行うことによって動画撮影が行われるが、その動画撮影によって取得されたフレーム毎の可視画像のうちの所望の１フレームを取得することによって静止画も取得される。この静止画は特に詳細な観察を行うために取得されるものであるため、できるだけブレがないことが望ましく、そのため撮像素子３９の電子シャッター速度はできるだけ高速であることが望ましい。   In the endoscope system, as described above, moving image shooting is performed by performing real-time imaging with the scope unit 10, and a desired one of the visible images for each frame acquired by the moving image shooting. A still image is also acquired. Since this still image is acquired particularly for detailed observation, it is desirable that there is no blur as much as possible. Therefore, it is desirable that the electronic shutter speed of the image sensor 39 be as high as possible.

そこで、上記のような観点から、本実施形態の内視鏡システムにおいては、スコープ部１０から出力された画像信号から生成された輝度信号に基づいて、光源装置１９の絞り６３の絞り量を制御するとともに、さらにスコープ部１０の撮像素子３９の電子シャッター速度も制御して可視画像の明るさを調整するようにしている。   Therefore, from the above viewpoint, in the endoscope system of the present embodiment, the aperture amount of the aperture 63 of the light source device 19 is controlled based on the luminance signal generated from the image signal output from the scope unit 10. In addition, the brightness of the visible image is adjusted by controlling the electronic shutter speed of the image sensor 39 of the scope unit 10.

以下、本実施形態の内視鏡システムにおける光源装置１９の絞り６３の絞り量とスコープ部１０の撮像素子３９の電子シャッター速度の具体的な制御方法について、図６および図７に示すタイミングチャートと、図８に示すグラフとを参照しながら説明する。なお、図６および図７は、撮像素子３９が各フレームを撮像する際に用いられる同期信号と、各フレームにおける電子シャッター開放時間（電荷蓄積時間）と、絞り６３によって調整された照明光の光量とを示したものである。また、図８に示す実線グラフは輝度信号の大きさに対する照明光の光量を示したものであり、図８に示す破線グラフは輝度信号の大きさに対する電子シャッター速度を示したものである。図８に示す輝度信号の軸は右方向に小さく、左方向に大きくなることを示している。   Hereinafter, a specific control method of the aperture amount of the aperture 63 of the light source device 19 and the electronic shutter speed of the imaging device 39 of the scope unit 10 in the endoscope system of the present embodiment will be described with reference to the timing charts shown in FIGS. This will be described with reference to the graph shown in FIG. 6 and 7 illustrate the synchronization signal used when the image sensor 39 captures each frame, the electronic shutter opening time (charge accumulation time) in each frame, and the amount of illumination light adjusted by the diaphragm 63. It is shown. Further, the solid line graph shown in FIG. 8 shows the amount of illumination light with respect to the magnitude of the luminance signal, and the broken line graph shown in FIG. 8 shows the electronic shutter speed with respect to the magnitude of the luminance signal. The luminance signal axis shown in FIG. 8 is small in the right direction and large in the left direction.

まず、図６に示すように、スコープ部１０の撮像素子３９から出力された画像信号に基づいて生成された輝度信号が、所定の第１の閾値Ｙ１以下である場合、すなわち撮像素子３９によって撮像された像が相対的に暗い場合には、電子シャッター速度制御部５８と光量制御部５７は、図８に示す第１の制御モードで電子シャッター速度および絞り量（照明光の光量）制御を行う。   First, as illustrated in FIG. 6, when the luminance signal generated based on the image signal output from the imaging device 39 of the scope unit 10 is equal to or lower than a predetermined first threshold Y1, that is, the imaging device 39 performs imaging. When the captured image is relatively dark, the electronic shutter speed control unit 58 and the light amount control unit 57 control the electronic shutter speed and the aperture amount (the amount of illumination light) in the first control mode shown in FIG. .

具体的には、第１の制御モードにおいては、電子シャッター速度制御部５８は、撮像素子３９の電子シャッター速度を低速の第１の一定速度に設定し、光量制御部５７は、輝度信号の大きさに応じた照明光の光量となるように絞り量を設定する。なお、電子シャッター速度の第１の一定速度は、撮像素子３９が正常に動作可能な電子シャッター速度のうちも最も低速の電子シャッター速度であることが望ましいが、これに限るものではない。また、第１の一定速度は最も長くてもフレームレート（たとえば１/６０秒）と同じ値である。そして、この第１の一定速度のときの電子シャッター開放時間が図６に示すｔ１である。また、輝度信号の大きさに応じた照明光の光量に設定するとは、輝度信号が大きいほど照明光の光量が小さくなるように絞り量を大きくすることをいう。   Specifically, in the first control mode, the electronic shutter speed control unit 58 sets the electronic shutter speed of the image sensor 39 to a low first constant speed, and the light quantity control unit 57 sets the magnitude of the luminance signal. The aperture amount is set so that the amount of illumination light according to the height is obtained. The first constant speed of the electronic shutter speed is desirably the slowest electronic shutter speed among the electronic shutter speeds at which the image sensor 39 can normally operate, but is not limited thereto. The first constant speed is the same value as the frame rate (for example, 1/60 seconds) at the longest. The electronic shutter opening time at the first constant speed is t1 shown in FIG. In addition, setting the light amount of the illumination light in accordance with the magnitude of the luminance signal means increasing the aperture amount so that the light amount of the illumination light decreases as the luminance signal increases.

次に、図７に示すように、スコープ部１０の撮像素子３９から出力された画像信号に基づいて生成された輝度信号が、所定の第２の閾値Ｙ２よりも大きい場合、すなわち撮像素子３９によって撮像された像が相対的に明るい場合には、電子シャッター速度制御部５８と光量制御部５７は、図８に示す第３の制御モードで電子シャッター速度および絞り量（照明光の光量）制御を行う。なお、図８に示すように、第２の閾値Ｙ２は第１の閾値Ｙ１よりも大きい値である。   Next, as shown in FIG. 7, when the luminance signal generated based on the image signal output from the image sensor 39 of the scope unit 10 is larger than a predetermined second threshold Y2, that is, by the image sensor 39. When the captured image is relatively bright, the electronic shutter speed control unit 58 and the light amount control unit 57 control the electronic shutter speed and the aperture amount (the amount of illumination light) in the third control mode shown in FIG. Do. As shown in FIG. 8, the second threshold Y2 is larger than the first threshold Y1.

具体的には、第３の制御モードにおいては、電子シャッター速度制御部５８は、撮像素子３９の電子シャッター速度を高速の第２の一定速度に設定し、光量制御部５７は、輝度信号の大きさに応じた照明光の光量をなるように絞り量を設定する。なお、電子シャッター速度の第２の一定速度は、撮像素子３９が正常に動作可能な電子シャッター速度のうちも最も高速の電子シャッター速度であることが望ましいが、これに限るものではない。そして、この第２の一定速度のときの電子シャッター開放時間が図７に示すｔ２であり、たとえば１/３００秒である。このように電子シャッター速度を高速にすることにより、静止画のブレを小さくすることができる。   Specifically, in the third control mode, the electronic shutter speed control unit 58 sets the electronic shutter speed of the image sensor 39 to a high second constant speed, and the light quantity control unit 57 sets the magnitude of the luminance signal. The aperture amount is set so that the amount of illumination light according to the height is the same. The second constant speed of the electronic shutter speed is desirably the fastest electronic shutter speed among the electronic shutter speeds at which the image sensor 39 can normally operate, but is not limited thereto. The electronic shutter opening time at the second constant speed is t2 shown in FIG. 7, for example, 1/300 seconds. By increasing the electronic shutter speed in this way, still image blurring can be reduced.

また、輝度信号の大きさに応じた照明光の光量に設定するとは、上記第１の制御モードと同様に、輝度信号が大きいほど照明光の光量が小さくなるように絞り量を大きくすることをいう。   Also, setting the light amount of the illumination light in accordance with the magnitude of the luminance signal means increasing the aperture amount so that the light amount of the illumination light decreases as the luminance signal increases, as in the first control mode. Say.

次に、スコープ部１０の撮像素子３９から出力された画像信号に基づいて生成された輝度信号が、第１の閾値Ｙ１よりも大きく、かつ第２の閾値Ｙ２以下である場合、すなわち撮像素子３９によって撮像された像の明るさが、第１の制御モードの際の明るさと第２の制御モードの際の明るさとの間の場合には、電子シャッター速度制御部５８と光量制御部５７は、図８に示す第２の制御モードで電子シャッター速度および絞り量（照明光の光量）制御を行う。   Next, when the luminance signal generated based on the image signal output from the image sensor 39 of the scope unit 10 is larger than the first threshold Y1 and equal to or smaller than the second threshold Y2, that is, the image sensor 39. When the brightness of the image picked up by the above is between the brightness in the first control mode and the brightness in the second control mode, the electronic shutter speed control unit 58 and the light amount control unit 57 Electronic shutter speed and aperture amount (light quantity of illumination light) are controlled in the second control mode shown in FIG.

具体的には、第２の制御モードにおいては、電子シャッター速度制御部５８は、撮像素子３９の電子シャッター速度を輝度信号の大きさに応じた速度（たとえば１/６０秒〜１/３００秒）に設定し、光量制御部５７は、照明光の光量が一定光量Ｌとなるように絞り量を設定する。なお、この一定光量Ｌは予め設定された値である。また、輝度信号の大きさに応じた電子シャッター速度に設定するとは、輝度信号が大きいほど電子シャッター速度が高速になるように設定することをいう。   Specifically, in the second control mode, the electronic shutter speed control unit 58 sets the electronic shutter speed of the image sensor 39 according to the magnitude of the luminance signal (for example, 1/60 seconds to 1/300 seconds). The light amount control unit 57 sets the aperture amount so that the light amount of the illumination light becomes a constant light amount L. The constant light amount L is a preset value. Setting the electronic shutter speed in accordance with the magnitude of the luminance signal means setting the electronic shutter speed to be higher as the luminance signal is larger.

第２の制御モードにおいては、上記のように照明光の光量の制御よりも電子シャッター速度の制御を優先させ、電子シャッター速度をできるだけ高速にするようにしたので、静止画のブレをできるだけ小さくすることができる。   In the second control mode, control of the electronic shutter speed is prioritized over control of the amount of illumination light as described above, and the electronic shutter speed is made as high as possible, so that still image blur is minimized. be able to.

また、照明光の光量を所定の一定光量に制御し、電子シャッター速度を優先して明るさ調整するようにしたので、複雑な機構の絞りなどを用いることなく、応答速度の高速な露光量制御を簡易に行うことができる。また、絞りによって光量がバタバタと変化するよりも挿入部１１の先端の発熱予測を精密に行うことができる。   In addition, the light intensity of the illumination light is controlled to a predetermined constant light intensity, and the brightness is adjusted with priority given to the electronic shutter speed. Therefore, the exposure amount control with a high response speed can be performed without using a complicated mechanism diaphragm. Can be performed easily. In addition, the heat generation at the tip of the insertion portion 11 can be predicted more accurately than when the light amount changes with the diaphragm.

上記実施形態の内視鏡システムによれば、被観察部の明るさに応じて第１〜第３の制御モードで照明光の光量および電子シャッター速度の制御を行うようにしたので、従来よりもさらに被観察部の明るさに応じた適切な照明光の光量制御および電子シャッター速度制御を行うことができ、より適切にモニタに表示される可視画像の明るさを一定に維持することができるとともに、かつ静止画のブレを小さくすることができる。   According to the endoscope system of the above-described embodiment, the amount of illumination light and the electronic shutter speed are controlled in the first to third control modes according to the brightness of the observed part. Furthermore, it is possible to perform appropriate illumination light amount control and electronic shutter speed control according to the brightness of the observed part, and more appropriately maintain the brightness of the visible image displayed on the monitor. In addition, blurring of still images can be reduced.

なお、上記実施形態においては、照明光の光量を調整するために絞り６３の絞り量を制御するようにしたが、たとえば、可視光源としてハロゲンランプではなく、半導体レーザダイオードなどを用いる場合には、半導体レーザダイオードの供給する駆動電流を制御するようにすればよい。   In the above embodiment, the diaphragm 63 is controlled to adjust the amount of illumination light. For example, when a semiconductor laser diode or the like is used as a visible light source instead of a halogen lamp, The drive current supplied from the semiconductor laser diode may be controlled.

また、上記実施形態においては、第２の制御モードにおける照明光の光量を予め設定された一定光量Ｌに制御するようにしたが、この一定光量Ｌを変更するようにしてもよい。具体的には、光量制御部５７が、直近までの所定時間（たとえば１分間）の照明光の光量履歴を取得するようにし、その取得した光量履歴に基づいて一定光量を変更するようにしてもよい。上記光量履歴としては、たとえば、直近までの絞り６３の絞り量の累積値や、半導体レーザダイオードの駆動電流の累積値を用いることができ、絞り量の累積値が所定の閾値以下である場合または半導体レーザダイオードの駆動電流の累積値が所定の閾値以上である場合には、一定光量Ｌを下げるように制御するようにすればよい。このように一定光量Ｌを下げることによって、スコープ部１０の挿入部１１の先端近傍の発熱を抑制することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the light quantity of the illumination light in a 2nd control mode was controlled to the preset fixed light quantity L, you may make it change this fixed light quantity L. FIG. Specifically, the light amount control unit 57 may acquire a light amount history of illumination light for a predetermined time (for example, 1 minute) until the latest, and change the constant light amount based on the acquired light amount history. Good. As the light quantity history, for example, the cumulative value of the diaphragm amount of the diaphragm 63 up to the most recent time, or the cumulative value of the driving current of the semiconductor laser diode can be used, and the cumulative value of the diaphragm amount is below a predetermined threshold value or When the cumulative value of the drive current of the semiconductor laser diode is equal to or greater than a predetermined threshold value, the constant light amount L may be controlled to be lowered. By reducing the constant light amount L in this way, heat generation near the distal end of the insertion portion 11 of the scope portion 10 can be suppressed.

また、電子シャッター速度制御部５８が、上述した照明光の光量履歴を取得するようにし、その取得した光量履歴に基づいて第３の制御モードにおける第２の一定速度を変更するようにしてもよい。具体的には、絞り量の累積値が所定の閾値以下である場合または半導体レーザダイオードの駆動電流の累積値が所定の閾値以上である場合には、すなわち直近までの所定時間内において撮像素子３９によって撮像された像の明るさが相対的に暗い場合には、第２の一定速度を低速に変更するようにしてもよい。すなわち、図７に示す電子シャッター開放時間ｔ２を長くするようにしてもよい。これにより、より適切な明るさの可視画像を取得することができる。   Further, the electronic shutter speed control unit 58 may acquire the light intensity history of the illumination light described above, and change the second constant speed in the third control mode based on the acquired light intensity history. . Specifically, when the cumulative value of the aperture amount is equal to or smaller than a predetermined threshold value or when the cumulative value of the driving current of the semiconductor laser diode is equal to or larger than the predetermined threshold value, that is, within the predetermined time until the latest, the image sensor 39. When the brightness of the image picked up by the above is relatively dark, the second constant speed may be changed to a low speed. That is, the electronic shutter opening time t2 shown in FIG. 7 may be lengthened. Thereby, a visible image with more appropriate brightness can be acquired.

また、スコープ部１０は用途などによって種々のものがあるので、これらの複数種類のスコープ部１０をプロセッサ装置１８および光源装置１９に着脱可能に構成するようにしてもよい。   In addition, since there are various types of scope units 10 depending on applications, these plural types of scope units 10 may be configured to be detachable from the processor device 18 and the light source device 19.

そして、このように構成する場合、スコープ部１０の種類によって撮像素子３９が正常に動作可能な電子シャッター速度が異なったり、スコープ部１０の種類によって最大入力光量が異なったりする。なお、最大入力光量とは、スコープ部１０の光学系などの発熱量などに基づいて予め設定されるスコープ部１０に入力可能な光量の最大値のことである。   In the case of such a configuration, the electronic shutter speed at which the image sensor 39 can operate normally varies depending on the type of the scope unit 10, or the maximum input light amount varies depending on the type of the scope unit 10. The maximum input light amount is a maximum value of the light amount that can be input to the scope unit 10 set in advance based on the amount of heat generated by the optical system of the scope unit 10 or the like.

したがって、図９に示すように、プロセッサ装置１８の制御部５６にスコープ部１０の種類を示す情報を取得するスコープ情報取得部５９を設け、電子シャッター速度制御部５８が、そのスコープ情報取得部５９により取得されたスコープ部１０の種類を示す情報に基づいて、第３の制御モードにおける第２の一定速度を設定するようにしてもよい。具体的には、たとえば、電子シャッター速度制御部５８に、図１０に示すようなスコープ部１０のスコープ情報（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・）と第２の一定速度（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３・・・）とを対応付けたテーブルを設定しておき、電子シャッター速度制御部５８が、スコープ情報取得部５９により取得されたスコープ情報と上記テーブルとに基づいて、第２の一定速度を設定するようにしてもよい。なお、上記テーブルに設定される第２の一定速度としては、たとえば、各スコープ部１０に設けられた撮像素子３９の電子シャッター速度のうちの最も高速な電子シャッター速度を設定するようにすればよい。また、各スコープ部１０の最大入射光量に対応させて第２の一定速度を設定する場合には、最大入力光量が大きいものほど第２の一定速度を高速にするようにすればよい。   Therefore, as shown in FIG. 9, a scope information acquisition unit 59 that acquires information indicating the type of the scope unit 10 is provided in the control unit 56 of the processor device 18, and the electronic shutter speed control unit 58 includes the scope information acquisition unit 59. The second constant speed in the third control mode may be set based on the information indicating the type of the scope unit 10 acquired by the above. Specifically, for example, scope information (S1, S2, S3...) Of the scope unit 10 as shown in FIG. 10 and a second constant speed (SV1, SV2, SV3,. ..) Are set in advance, and the electronic shutter speed control unit 58 sets the second constant speed based on the scope information acquired by the scope information acquisition unit 59 and the table. You may do it. As the second constant speed set in the table, for example, the fastest electronic shutter speed among the electronic shutter speeds of the image sensor 39 provided in each scope unit 10 may be set. . Further, when the second constant speed is set corresponding to the maximum incident light quantity of each scope unit 10, the second constant speed may be increased as the maximum input light quantity increases.

なお、スコープ部１０の種類を示す情報とは、スコープ部１０自体の種類を示す情報であってもよいし、スコープ部１０に設けられた撮像素子の種類を示す情報でもよいし、スコープ部１０の最大入力光量を示す情報であってもよい。   The information indicating the type of the scope unit 10 may be information indicating the type of the scope unit 10 itself, information indicating the type of the image sensor provided in the scope unit 10, or the scope unit 10 May be information indicating the maximum input light quantity.

なお、スコープ部１０の種類を示す情報については、たとえば、使用者が入力部５５を用いて設定入力可能にし、スコープ情報取得部５９が、入力部５５において受け付けられたスコープ部の種類を示す情報を取得するようにすればよい。   As for information indicating the type of the scope unit 10, for example, the user can set and input using the input unit 55, and the scope information acquisition unit 59 indicates the type of the scope unit received by the input unit 55. Should be obtained.

もしくは、図１１に示すように、スコープ部１０に対して、スコープ部１０の種類を示す情報を記憶する記憶部１０ａを設け、スコープ情報取得部５９が、その記憶部１０ａからスコープ部の種類を示す情報を読み出して取得するようにしてもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 11, a storage unit 10a for storing information indicating the type of the scope unit 10 is provided for the scope unit 10, and the scope information acquisition unit 59 determines the type of the scope unit from the storage unit 10a. Information indicated may be read out and acquired.

また、第３の制御モードにおける第２の一定速度は相対的に高速に設定されるので、動画撮影した際に可視画像の変化が滑らかではなく、繋がりの良くないカクカクした動画となる場合があり、使用者によってはこの状態を好ましく思わない場合がある。   In addition, since the second constant speed in the third control mode is set to a relatively high speed, there is a case where the change in the visible image is not smooth when the moving image is shot, and the moving image is not well connected. Depending on the user, this state may not be preferable.

そこで、第３の制御モードにおける第２の一定速度は、使用者が入力部５５を用いて任意の速度を設定入力可能にするようにしてもよい。もしくは、たとえば、電子シャッター速度制御部５８に、図１２に示すような使用者の識別情報（ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３・・・）と第２の一定速度（ＳＶ４，ＳＶ５，ＳＶ６・・・）とを対応付けたテーブルを設定しておき、電子シャッター速度制御部５８が、入力部５５において設定入力された使用者の識別情報と上記テーブルとに基づいて第２の一定速度を設定することによって、使用者の好みに応じた速度に設定するようにしてもよい。   Therefore, the second constant speed in the third control mode may be set so that the user can set and input an arbitrary speed using the input unit 55. Alternatively, for example, the electronic shutter speed control unit 58 may have the user identification information (ID1, ID2, ID3...) And the second constant speed (SV4, SV5, SV6...) As shown in FIG. Is set, and the electronic shutter speed control unit 58 sets the second constant speed based on the user identification information set and input by the input unit 55 and the table. You may make it set to the speed according to a user's liking.

１０ スコープ部
１０ａ 記憶部
１１ 挿入部
１２ 操作部
１８ プロセッサ装置
１９ 光源装置
２０ モニタ
３９ 撮像素子
５７ 光量制御部
５８ 電子シャッター速度制御部
５９ スコープ情報取得部
６０ 可視光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scope part 10a Memory | storage part 11 Insertion part 12 Operation part 18 Processor apparatus 19 Light source apparatus 20 Monitor 39 Image sensor 57 Light quantity control part 58 Electronic shutter speed control part 59 Scope information acquisition part 60 Visible light source

Claims (11)

光源から発せられた照明光を被観察部に照射する照明光照射部と、該照明光の照射によって前記被観察部から発せられた光を撮像素子により撮像して前記被観察部の画像を取得する画像取得部とを備えた画像取得装置において、
前記光源から発せられる前記照明光の光量を制御する光量制御部と、
前記撮像素子の電子シャッター速度を制御する電子シャッター速度制御部とを備え、
前記撮像素子により撮像された画像の明るさを表す信号が第１の閾値以下である場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を第１の一定速度に制御するものであるとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御するものであり、
前記画像の明るさを表す信号が前記第１の閾値より大きく、かつ前記第１の閾値より大きい第２の閾値以下である場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御するものであるとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を所定の一定光量に制御するものであり、
前記画像の明るさを表す信号が前記第２の閾値より大きい場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を前記第１の一定速度よりも高速の第２の一定速度に制御するものであるとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御するものであることを特徴とする画像取得装置。 An illumination light irradiating unit that irradiates the observed part with illumination light emitted from a light source, and an image of the light emitted from the observed part by irradiation of the illumination light is captured by an imaging device to obtain an image of the observed part In an image acquisition device comprising an image acquisition unit
A light amount control unit for controlling the light amount of the illumination light emitted from the light source;
An electronic shutter speed control unit for controlling the electronic shutter speed of the image sensor,
When the signal representing the brightness of the image captured by the image sensor is equal to or lower than the first threshold, the electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a first constant speed. The light amount control unit controls the amount of illumination light emitted from the light source to a magnitude according to a signal representing the brightness of the image.
When the signal representing the brightness of the image is greater than the first threshold and less than or equal to the second threshold greater than the first threshold, the electronic shutter speed control unit determines the electronic shutter speed as the image. The light intensity control unit controls the light amount of the illumination light emitted from the light source to a predetermined constant light amount.
If the signal representing the brightness of the image is greater than the second threshold, the electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a second constant speed that is faster than the first constant speed. In addition, the image acquisition device is characterized in that the light amount control unit controls the amount of illumination light emitted from the light source to a magnitude corresponding to a signal representing the brightness of the image. 前記光量制御部が、直近までの前記光源から発せられた照明光の光量履歴を取得するものであるとともに、該取得した光量履歴に基づいて前記所定の一定光量を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像取得装置。   The light amount control unit acquires a light amount history of illumination light emitted from the light source up to the latest, and changes the predetermined constant light amount based on the acquired light amount history. The image acquisition apparatus according to claim 1. 体内に挿入されて、前記光源から発せられた照明光を導光して前記被観察部に照射するとともに、前記被観察部から発せられた光を受光するスコープ部が着脱可能に設置されるものであり、
前記スコープ部の種類を示す情報を取得するスコープ情報取得部を備え、
前記電子シャッター速度制御部が、前記スコープ情報取得部により取得されたスコープ部の種類を示す情報に基づいて、前記第２の一定速度を設定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像取得装置。 A scope unit that is inserted into the body, guides illumination light emitted from the light source, irradiates the observed portion, and receives light emitted from the observed portion is detachably installed And
A scope information acquisition unit for acquiring information indicating the type of the scope unit;
3. The electronic shutter speed control unit sets the second constant speed based on information indicating a type of a scope unit acquired by the scope information acquisition unit. The image acquisition device described. 前記スコープ部の種類を示す情報が、前記撮像素子の種類を示す情報を含むものであることを特徴とする請求項３記載の画像取得装置。   The image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the information indicating the type of the scope unit includes information indicating the type of the imaging element. 前記スコープ部の種類を示す情報が、前記スコープ部に入力可能な前記照明光の最大光量の情報を含むものであることを特徴とする請求項３記載の画像取得装置。   The image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the information indicating the type of the scope unit includes information on a maximum light amount of the illumination light that can be input to the scope unit. 前記スコープ部の種類を示す情報の入力を受け付けるスコープ情報受付部を備え、
前記スコープ情報取得部が、前記スコープ情報受付部において受け付けられたスコープ部の種類を示す情報を取得するものであることを特徴とする請求項３から５いずれか１項記載の画像取得装置。 A scope information receiving unit that receives input of information indicating the type of the scope unit;
The image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the scope information acquisition unit acquires information indicating a type of a scope unit received by the scope information reception unit. 前記スコープ部が、該スコープ部の種類を示す情報を記憶する記憶部を備え、
前記スコープ情報取得部が、前記記憶部から前記スコープ部の種類を示す情報を読み出して取得するものであることを特徴とする請求項３から５いずれか１項記載の画像取得装置。 The scope unit includes a storage unit that stores information indicating the type of the scope unit;
The image acquisition apparatus according to claim 3, wherein the scope information acquisition unit reads and acquires information indicating the type of the scope unit from the storage unit. 前記第２の一定速度の入力を受け付けるシャッター速度受付部を備え、
前記電子シャッター速度制御部が、前記シャッター速度受付部において受け付けられた第２の一定速度を用いるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像取得装置。 A shutter speed receiving unit for receiving the second constant speed input;
The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the electronic shutter speed control unit uses a second constant speed received by the shutter speed reception unit. 使用者の識別情報を受け付ける使用者情報受付部を備え、
前記電子シャッター速度制御部が、前記使用者情報受付部において受け付けられた使用者の識別情報に基づいて、前記第２の一定速度を設定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像取得装置。 A user information receiving unit that receives user identification information is provided.
3. The electronic shutter speed control unit is configured to set the second constant speed based on user identification information received by the user information reception unit. Image acquisition device. 前記電子シャッター速度制御部が、直近までの前記光源から発せられた照明光の光量履歴を取得するものであるとともに、該取得した光量履歴に基づいて前記第２の一定速度を変更するものであることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の画像取得装置。   The electronic shutter speed control unit acquires a light amount history of illumination light emitted from the light source up to the most recent time, and changes the second constant speed based on the acquired light amount history. The image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the image acquisition apparatus is an image acquisition apparatus. 照明光照射部と、画像取得部と、光量制御部と、電子シャッター速度制御部とを備えた画像取得装置の作動方法であって、
前記照明光照射部が、光源から発せられた照明光を被観察部に出射し、
前記画像取得部が、前記照明光の出射によって前記被観察部から発せられた光を撮像素子により撮像して前記被観察部の画像を取得し、
前記撮像素子により撮像された画像の明るさを表す信号が第１の閾値以下である場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を第１の一定速度に制御するとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御し、
前記画像の明るさを表す信号が前記第１の閾値より大きく、かつ前記第１の閾値より大きい第２の閾値以下である場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御するとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を所定の一定光量に制御し、
前記画像の明るさを表す信号が前記第２の閾値より大きい場合には、前記電子シャッター速度制御部が前記電子シャッター速度を前記第１の一定速度よりも高速の第２の一定速度に制御するとともに、前記光量制御部が前記光源から発せられる照明光の光量を前記画像の明るさを表す信号に応じた大きさに制御することを特徴とする画像取得装置の作動方法。 An operation method of an image acquisition apparatus including an illumination light irradiation unit, an image acquisition unit, a light amount control unit, and an electronic shutter speed control unit,
The illumination light emitter is, the illumination light emitted from a light source is emitted to the observation area,
The image acquisition unit acquires an image of the observed portion by imaging the light emitted from the observed portion by emission of the illumination light with an image sensor,
When the signal representing the brightness of the image captured by the image sensor is not more than a first threshold, the electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a first constant speed, and the light quantity The control unit controls the amount of illumination light emitted from the light source to a magnitude corresponding to a signal representing the brightness of the image,
When the signal representing the brightness of the image is greater than the first threshold and less than or equal to the second threshold greater than the first threshold, the electronic shutter speed control unit determines the electronic shutter speed as the image. The light intensity control unit controls the light amount of the illumination light emitted from the light source to a predetermined constant light amount,
If the signal representing the brightness of the image is greater than the second threshold, the electronic shutter speed control unit controls the electronic shutter speed to a second constant speed that is faster than the first constant speed. In addition, the method for operating the image acquisition apparatus, wherein the light amount control unit controls the light amount of the illumination light emitted from the light source to a magnitude corresponding to a signal representing the brightness of the image.
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